Le Géoradar (Ground Penetrating Radar ou GPR) Cours GPR
Géoradar? Méthode d’imagerie électromagnétique A la différence des méthodes EM inductives, les signaux EM utilisés en géoradar sont si hautes fréquences que l’induction est négligeable Les courants de déplacement dominent largement sur les courants de conduction Il es résulte que les ondes géoradar se propagent dans le sous-sol, comme les ondes sismiques Cours GPR
Géoradar Les courants de déplacement sont sensibles à la permittivité diélectrique (e) du matériau et donc le géoradar sera sensible aux variations de e dans le sous-sol Cours GPR
Permittivité Diélectrique Pour la plupart des matériaux géologiques e = e0 = 8.85 10-12 F/m Pour l’eau e = 81e0 !! (H2O : molécule polaire) GPR sensible à la teneur en eau Cours GPR
Relations permittivité-porosité Bricolons la loi de Wyllie Relation empirique de Topp Cours GPR
Relations permittivité-porosité Cours GPR
Mesures expérimentales (échantillons argileux) e/e0 Saturations en eau 60% et 40%. Mesures réalisées à 100kHz Porosités 40% et 50%. Données de la thèse de L. Comparon, IPG Paris, 2005. Cours GPR
Valeurs typiques Matériau Permitt Eau Argile Schistes Grès Tills Vp Vs Resist Permitt Density Eau 1500 3-100 81 1 Argile 1100-2500 650-1500 8-12 1.5-1.7 Schistes 2400-5000 1400-3000 3-30 4-5 2.1-2.6 Grès 2000-4500 1200-2700 30-1000 2.15-2.65 Tills 1500-2600 900-1600 5-10 1.5-2.0 Sables 1200-1900 700-1100 300-10000 4-30 1.6-2.0 Calcaire 3500-5000 2000-3000 6-8 2.5-2.8 XL altérées 2500-3800 1500-2300 3-300 2.6-2.9 XL saines 5500-6300 3200-3700 > 1000 2.7-2.9 Cours GPR
Pour faire quoi? o + x GPR Problem Seismic Electric EM Gravity Mag Aquifères o + x Glissements de terrain Compétence Cavités Cours GPR
Principes Cours GPR
Principes GSSI Cours GPR
Principes Cours GPR
Modes d’acquisition MALA, GSSI, S&S Cours GPR
Principes Source Récepteur Console E V/m Temps en ns Réfléchie aérienne Source Récepteur Onde directe aérienne Console Directe sol 1ère Réfléchie 2ème Réfléchie 3ème Réfléchie … E V/m Temps en ns Cours GPR JF Girard, Thèse IPGS
Physique utile La vitesse de propagation d’une onde électromagnétique est donnée par Au premier ordre, la profondeur d’une onde EM est de l’ordre de La résolution spatiale est de l’ordre de Cours GPR
Application numérique Pour des antennes à 100 MHz et un sous-sol pour lequel: ε = 4 ε0 = 4*8.85x10-12 μ = μ0 = 4πx10-7 ρ=100 W.m On aura Cours GPR
Coupe à 50 MHz JF Girard, Thèse IPGS Cours GPR
Coupe à 100 MHz JF Girard, Thèse IPGS Cours GPR
Coupe à 200 MHz JF Girard, Thèse IPGS Cours GPR
Collection de traces 1 2 3 4 1 2 3 Réflexion Offset constant Point milieu commun JF Girard, Thèse IPGS Cours GPR
Profil radar avant correction topographique JF Girard, Thèse IPGS Cours GPR
Profil radar avec correction topographique JF Girard, Thèse IPGS Cours GPR
Bruits hors sol : ondes « aériennes » Réflecteurs pointés Lignes électrique Pédalage… JF Girard, Thèse IPGS Cours GPR
Applications Cours GPR
Application: faille en milieu urbain M. Bano, IPGS Cours GPR
Application: contamination Au gré des saisons (1) Perte de signal →milieu conducteur Août 2004, Saison des pluies Marquis, Nguyen & Le, 2005 Cours GPR
Au gré des saisons (2) Interface Mai 2005, saison sèche Cours GPR Marquis, Nguyen & Le, 2005 Cours GPR
Application: Pollution Sensors & Software Cours GPR
Application: infiltration de sel Sensors & Software Cours GPR
Application: épaisseur de sol M. Bano, IPGS Cours GPR
Application: agriculture de précision Sensors & Software Cours GPR
Application: structure de dune 100 MHz 200 MHz Cours GPR M. Bano, IPGS
Application: détection de nappe Cours GPR M. Bano, IPGS
Application: épaisseur de neige 225 MHz 450 MHz Cours GPR M. Bano, IPGS
Application: détection d’UXO Sensors & Software Cours GPR
Application: Police scientifique Pool Jacuzzi A House 30 m 1 m Cours GPR GSSI
Mesures 3D en cuve Cours GPR M. Bano, IPGS
Profils à travers la cuve * * * Cours GPR M. Bano, IPGS
Exemples de « tirs » M. Bano, IPGS Cours GPR
Vue 3D Cours GPR M. Bano, IPGS
Mesures en forage Transmission Réflexion MALA Cours GPR